DL∕T 2063-2019 冲击电流测量实施导则

标定测量系统的刻度因数后，在转换装置上持续施加标定测量范围的最大电流，直至最大施加次数 验结束后20min内再次测量刻度因数，短时稳定性试验前后刻度因数的变化应满足4.4的要求。 注：最大施加次数由产品技术条件给出。

基于测量系统的连续两次校准结果、制造商的数据或性能试验结果计算得到的刻度因数的年变 满足4.5的要求，

测量系统的动态特性宜通过以下两种试验方法测试： a）与标准测量系统比对。改变被测波形，在标称时段的最小值与最大值范围内测量刻度因数的变 化。被测电流波形半峰值时间（若为矩形冲击电流水利管理，则为总持续时间）应近似等于被测电流波 形最长半峰值时间。刻度因数变化应满足4.6的要求。 b）动态特性由测量系统的阶跃响应与需认可的归一化标称波形的卷积确定。通过卷积，估算测量 系统在测量不同波形时峰值和时间参数的误差，并根据误差评估其测量不确定度。关于卷积法 确定阶跃响应测量的动态特性参见GB/T16927.4一2014附录D。

测量系统的动态特性宜通过以下两种试验方法测试： a）与标准测量系统比对。改变被测波形，在标称时段的最小值与最大值范围内测量刻度因数的变 化。被测电流波形半峰值时间（若为矩形冲击电流，则为总持续时间）应近似等于被测电流波 形最长半峰值时间。刻度因数变化应满足4.6的要求。 b）动态特性由测量系统的阶跃响应与需认可的归一化标称波形的卷积确定。通过卷积，估算测量 系统在测量不同波形时峰值和时间参数的误差，并根据误差评估其测量不确定度。关于卷积法 确定阶跃响应测量的动态特性参见GB/T16927.4一2014附录D。

5.7邻近回路电流影响

在下现试验中 缆在分流器侧短路

图1分流器于扰试验电路

线圈垂直接近载流导体，如图2所示。罗氏线圈与干扰电流路径的轴线距离由罗氏线圈的布置位置 所决定。若布置位置邻近接地端，该轴线距离应约等于罗氏线圈直径的二分之"；若布置于高电位， 则应按安全距离扩大该轴线距离。

图2罗氏线圈干扰试验电路

将转换装暨接入方波电流源的输出端，通过传输系统连接至测量装置，测量电路见图3。对测蛋 集的阶跃响应波形进行分析计算，测量结果应满足4.10的要求。阶跃响应参数的计算方法参见

图3阶跃响应测量电路

5.11冲击电流测量软件

参数的测试方法见GB/T16896.1一2015。各项参

软件性能测试的主要步骤按GB/T16896.2一2016中6.2的规定，试验数据发生器（TDG）的设置 应与使用该软件的数字记录仪的设置相匹配，包括采样率、分辨率和内部噪声水平的选择。TDG产生 的用于评估算法的数据文件作为软件的输入替代数字记录仪的输出。测试时，由软件确定的参数值与 标准给出的可接受限值进行比较，参数计算误差应满足4.12的要求。

6.1冲击电流测量试验条件

冲击电流测量试验条件应满足以下要求： a）环境温度为一5℃～十35℃，相对湿度不大于80%； b）在与冲击电流发生装置高度相当的邻近范围内，除测量引线外应无其他物体： c）电源频率为（50土0.5）Hz，电压波形畸变系数不大于5% d）冲击电流试验场地宜无强电磁场干扰，应无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无剧烈摄动 冲击源； e）接地电阻不应大于0.52。 如果现场试验中环境温度不能满足要求或强磁场不能避免时，需评价温度、强磁场对测量误差的 响。

6.2.1测量系统的基本性能

测量系统的基本性能应满足第4章的要求。

分流器为具有极低电感的电阻器，电阻值通常为50μ2~50m2。按其结构可分为双股对折式分流 器、同轴管式分流器或盘式分流器等。分流器应能承受被测冲击电流作用下的力效应与热效应，宜测 量幅值100kA及以下的冲击电流。

6.2.2.2罗氏线圈

罗氏线圈利用电磁感应原理测量冲击电流， 测量幅值可达数首于安。使用该测量原理的传感 心罗氏线圈和带铁芯的电流互感器，被测冲击电流的峰值不应超过罗氏线圈的额定值。对于 的电流互感器，被测冲击电流的安秒积还应小于其额定安秒数。

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6.2.3.1测量电缆

测量电缆要求如下： a）测量电缆应采用射频同轴屏散电缆，其波阻抗为50Q或75Q。 b）测量电缆的长度应尽可能短。 c）测量电缆应有阻抗匹配，使用分流器作为转换装置时，宜采用两端匹配；使用罗氏线圈作为转 换装蜜时，宜采用末端匹配。

6.2.3.2 三次衰减器

二次衰减器用于衰减转换装置的输出信号，以满足数据采集单元的输入电压量程要求。二次衰减 器分为电阻分压式、电容分压式或阻容分压式，采用短同轴电缆与测量仪器连接，该电缆应采取首端 木端匹配方式。

一般采用数字示波器或数字记录仪，其性能指标应符合GB/T16896.1一2005第7章的要求。

6.3测量系统的连接与布置

6.3.1转换装置布置

使用分流器测量时，分 中用发淘 罗氏线圈宜安装于试品低压侧 转换装置的布置方式参见附录D。

冲击电流测量系统的接地宜满足以下要求： a）测量系统接地宜采用铜、铝宽金属带或薄板，以减小回路阻抗； b）分流器串接在电流回路中，低压侧应接地： c）测量仪器不直接接地，外部的屏箱直接接地： d）县有外屏蔽壳的罗氏线圈在电缆末端（测量仪器屏蔽机箱）处接地

补击电流测量系统的抗干扰措施如下： a）使用双屏蔽电缆或者在单屏蔽电缆外侧套金属管或屏蔽层，电缆外层屏蔽或金属管两端接地， 电缆的内层屏蔽在分流器侧接地。测量仪器放置在金属屏蔽箱中，屏蔽箱应直接接地，同轴电 缆的外层屏蔽与屏蔽箱直接相连。 6 从分流器到测量仪器敷设宽度较大的金属板或金属带作为接地连线，电缆应沿此接地线紧靠地 面设。若有可能，电缆可直接敷设在该接地金属板、金属带之下。 C 测量仪器宜采用单独的隔离变压器或不间断电源（UPS）供电，屏蔽箱或测量仪器的电源入口 处串接低通滤波器，典型的抗干扰电路如图4所示。 d）宜采用光缴传输转换装置输出的电压信号

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附录A （资料性附录） 冲击电流波形定义及参数计算

冲击电流波形参数定义适用于冲击电流耐受试验等，如避雷器试验、电磁兼容试验、雷 流耐受试验等，

图A.1指数型冲击电流波形

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图A.2波尾振荡的指数型冲击电流

近似矩形的电流波形，由持续时间Ta和总持续时间T定义，一般表示为T/T型冲击电流，见图 A.3和图A.4。 A.2.2 持续时间duration Ta 矩形冲击电流超过峰值90%的持续时间，如果出现振荡，T。取电流持续超过峰值90%的最长时间间隔。 A.2.3 总持续时间 totalduration T 矩形冲击电流波形上高干峰值10%的时间间隔

近似矩形的电流波形，由持续时间Ta和总持续时间T定义，一般表示为T/T型冲击电流，见 A.3和图A.4。 A.2.2 持续时间duration Ta 矩形冲击电流超过峰值90%的持续时间，如果出现振荡，T取电流持续超过峰值90%的最长时间间隔 A.2.3 总持续时间 totalduration T 矩形冲击电流波形上高于峰值10%的时间间隔

图A.3平滑的矩形冲击电流

表A.1和表A.2为冲击电流波形示例。

4波尾振荡的矩形冲击

表A.1指数型冲击电流波形（T/T）示例

表A.2矩形冲击电流波形（T/T）示例

B.1刻度因数测量不确定度评定

B.1.1冲击测量系统刻度因数的不确定度评

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附录B （资料性附录） 冲击电流测量不确定度评定及示例

B.1.2标准测量系统引入的不确定度分量

测量系统的扩展不确定度为UN（k=2），标准测量系统引入的不确定度分量u见式（B.3）：

标准测量系统的扩展不确定度为（k一2），标准测量系统引入的不确定度分量4见

uN——标准测量系统引入的不确定度分量： UN标准测量系统的扩展不确定度。

B.1.3重复性引入的不确定度分量

重复性引入的不确定度计算采用A类方法计 刻度因数平均值的标准偏差，比对电流点一 系统额定电流的20%、40%、60%、80%、100%，因此选取最大的标准偏差作为不确定度分量

DL, / T 2063 2019

DL,/T 2063 2019

刻度因数的平均值Fx见式（B.4)：

Fx Fx=. (n≥10)

s(Fx）试验标准偏差。 A类标准不确定度u。见式（B.6)：

B.1.4线性度引入的测量不确定度分量

s(Fx) uA=max Vn

比对校准电流点为j组，每组刻度因数平均值为Fx，最终测量刻度因数见式（B.7)：

流点为j组，每组刻度因数平均值为F，最终

Fx个校准电流点，测量系统刻度因数平均值 线性度引入的标准测量不确定度分量u.见式（B.8)：

式中： 4a 线性度引入的标准测量不确定度分量

u.线性度引入的标准测量不确定度分量。

B.1.5环境温度彩引入的测量不确定度分量

式中： FT—特定温度条件下的刻度因数； Feal一 校准温度条件下的刻度因数； UE2 环境温度影响引入的标准测量不确定度分量。

B.1.6短时稳定性引入的测量不确定度分量

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短时稳定性试验是为了考核转换装置自热效应的影响，试验结果是在电流施加时间内刻度因 化，其B类不确定度分量见式（B.10）

Fbefore 短时稳定性试验前的刻度因数； Fafer 短时稳定性试验后的刻度因数； MR3 短时稳定性引入的标准测量不确定度分量。

B.1.7长期稳定性引入的测量不确定度分量

长期稳定性引入的不确定度分量时基于制造商的数据或一系列性能试验的结果，评定的结果见式 （B.11);

式中： F1——第一次校准的刻度因数； F2——第二次校准的刻度因数；

B.1.8邻近回路电流影响引入的测量不确定度分量

Iprox 被测系统的干扰电流； Lnartby 邻近导体中的电流； UR5 邻近回路电流影响引入的标准测量不确定度分量。

B.1.9测量软件引入的测量不确定度分量

评定软件处理产生的不确定度 试验数据发生器（TDG）波形数据的结果 与标准提供的基准值相比较来评 6896.2 2016）, 见式（B.13）：

max(0)或ug6 4 max(s) 3 V3

&c计算误差; s——标准规定的限值误差半宽； MB6 一测量软件引入的标准测量不确定度分量。 被测系统的标准测量不确定度见式（B.14）：

oc计算误差； s—标准规定的限值误差半宽； 4B6 一测量软件引入的标准测量不确定度分量 被测系统的标准测量不确定度见式（B.14）：

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式中： uy 标准测量系统引入的不确定度分量： UB1 线性度引入的标准测量不确定度分量； WB2 环境温度影响引入的标准测量不确定度分量； WB3 短时稳定性影响引入的标准测量不确定度分量； WB4 长期稳定性引入的标准测量不确定度分量； Wps 邻近回路电流影响引入的标准测量不确定度分量 MB6 数据处理软件引入的标准测量不确定度分量； M 合成标准不确定度。 扩展不确定度见式（B.15）：

式中： k 包含因子，k=2： 扩展不确定度。

B.2时间参数的不确定度评定

B.2.1冲击测量系统时间参数的不确定度评定

当冲击电流的时间参数在规定的范围内时，冲击电流的认可测量系统应能在规定的不确定度限值 内准确测量每一个时间参数。对于波前时间，可通过比对法或组件法来给出试验依据，还可以在阶跃 向应试验的基础上用卷积的方法计算并给出论据。以波前时间T为例，对时间参数测量误差的不确定 度评定过程进行描述，其不确定度计算数学模型见式（B.16）：

ATcal 一比对法测量的波前时间的误差； ATirep 一重复性引入的影响量； ATiref 标准测量系统自身测量不确定度引入的影响量： ATix 不同波前时间误差的偏差引入的影响量

B.2.2标准测量系统引入的不确定度分量

螺纹标准式中： U—标准测量系统扩展不确定度

B.2.3重复性引入的不确定度分量

AT+AT+AT+AT

应使用被试测量系统（X）和标准测量系统（N）同时测量n次冲击电流的波前时间Ti， 系统的误差可以忽略，则波前时间的平均误差见式（B.18）：

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Ueal 被校测量系统的平均波前时问误差的合成标准不确定度： 包含因了，k=2 tf1ref 标准测量系统白身测量不确定度引入的不确定分量； A 重复性引入的测量不确定度分量； 不同波前时问误差的偏差叫入的不确定度分量

B.3刻度因数不确定度计算示例

被测对象为转换装置为罗氏线圈的冲击电流测量系统农业标准，其技术参数为： 额定电流：40kA； 温度系数：0.005%/℃： 测量波形：8/20μS。